JP2012240062A - Die casting apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die casting apparatus capable of rapidly solidifying molten metal remaining in a sleeve after injection while suppressing production of small solidified pieces.SOLUTION: The die casting apparatus 100 includes a sleeve 20 for temporarily storing molten metal therein, and a sprue core 30 which is arranged at a sleeve fore end to guide the molten metal to a runner 14 communicating with a cavity. A guide groove 32 for guiding the molten metal to the runner 14 is formed in the sprue core 30. A highly thermal conductive material 34 having the thermal conductivity higher than that of a material of a sprue core section constituting the guide groove 32 is arranged at the front side of the sprue core facing the fore end of a plunger tip.

Description

本発明は、ダイカスト鋳造装置に関する。   The present invention relates to a die casting apparatus.

ダイカスト鋳造装置では、射出するための溶湯を一時的に貯めておくスリーブの先端に、キャビティに通じているランナへ溶湯を導くスプルコアを備えるものがある。スプルコアは溶湯によって熱せられるので非常に高温となる。スプルコアを冷却するため、スプルコア内部に冷却液の流路を設けることが例えば特許文献1に開示されている。また、特許文献1では、熱伝導率の良い材料としてベリリウム銅でスプルコアを作ることも提案されている。   Some die casting apparatuses include a sprue core that guides the molten metal to a runner communicating with the cavity at the tip of a sleeve for temporarily storing the molten metal for injection. The sprue core becomes very hot because it is heated by the molten metal. In order to cool the sprue core, for example, Patent Document 1 discloses that a flow path of a cooling liquid is provided inside the sprue core. Patent Document 1 also proposes making a sprue core with beryllium copper as a material having good thermal conductivity.

他方、スリーブの溶湯をキャビティへ押し出した後、スリーブ内でスプルコアとプランジャチップの間に残った溶湯が凝固した塊はビスケットと呼ばれる。特許文献2には、ビスケットを早く作ることが(即ち、スリーブに残った溶湯を早く凝固させることが)、鋳造のサイクルタイムを短縮することにつながると述べられている。スプルコアを冷却することは、スプルコアの寿命を延ばすのみならず、スリーブに残った溶湯(スリーブ残留溶湯)を早く凝固させるのにも役立つ。   On the other hand, after the molten metal in the sleeve is pushed out into the cavity, the lump in which the molten metal remaining between the sprue core and the plunger tip in the sleeve is called a biscuit. Patent Document 2 states that making biscuits quickly (that is, rapidly solidifying molten metal remaining in the sleeve) leads to shortening of the casting cycle time. Cooling the sprue core not only extends the life of the sprue core, but also helps to quickly solidify the molten metal remaining in the sleeve (sleeved residual molten metal).

特開2010−75939号公報JP 2010-75939 A 特開平9−103864号公報JP-A-9-103864

スプルコアの温度を低く保つことはスリーブ残留溶湯の凝固を促進するが、他方、溶湯の射出時にスプルコアの温度が低いと、キャビティへ向かって流れている溶湯がスプルコアに触れた途端に凝固して小さな凝固片となり、それがキャビティへと運ばれてしまうことがある。本明細書は、小さな凝固片の発生を抑制しつつ、スリーブ残留溶湯を早く凝固させるダイカスト鋳造装置を提供する。   Keeping the temperature of the sprue core promotes the solidification of the remaining molten metal in the sleeve. On the other hand, if the temperature of the sprue core is low when the molten metal is injected, the melt flowing toward the cavity solidifies as soon as it touches the sprue core. Small solidified pieces that can be carried into the cavity. The present specification provides a die casting apparatus that quickly solidifies a sleeve residual molten metal while suppressing generation of small solidified pieces.

本明細書が開示するダイカスト鋳造装置は、プランジャチップ先端面と対向するスプルコア前面に、溶湯をランナへと案内する溝(ガイド溝)を形成するスプルコア部分の材料よりも熱伝導率が高い高熱伝導材を配置することを特徴とする。以下、プランジャチップ先端面と対向するスプルコアの前面を「衝突面」と称する場合がある。スプルコア前面は、射出時に溶湯が勢いよく衝突するからである。また、スプルコアに形成されている溝であり溶湯をランナへと案内する溝を「ガイド溝」と称する。通常、ガイド溝は、スプルコア前面の縁に形成される。   The die-casting apparatus disclosed in this specification has a high thermal conductivity higher than that of the material of the sprue core portion that forms a groove (guide groove) for guiding the molten metal to the runner on the front surface of the sprue core that faces the tip surface of the plunger tip. It is characterized by arranging materials. Hereinafter, the front surface of the sprue core that faces the tip surface of the plunger tip may be referred to as a “collision surface”. This is because the melt collides with the sprue core front surface at the time of injection. A groove that is formed in the sprue core and guides the molten metal to the runner is referred to as a “guide groove”. Usually, the guide groove is formed at the edge of the front surface of the sprue core.

ガイド溝では溶湯の流れが速い。そこで、このガイド溝には高熱伝導材を用いず、過度な伝熱性を持たせない。それにより、ガイド溝を流れる間に溶湯が凝固してしまうことを抑制する。他方、衝突面には高熱伝導材を配し、射出後、衝突面に接する溶湯を冷め易くする。すなわち、ビスケット形成までの時間を短くすることができる。   The molten metal flow is fast in the guide groove. Therefore, a high heat conductive material is not used for the guide groove, and excessive heat transfer properties are not provided. Thereby, the molten metal is prevented from solidifying while flowing through the guide groove. On the other hand, a high thermal conductive material is provided on the collision surface so that the molten metal in contact with the collision surface can be easily cooled after injection. That is, the time until biscuit formation can be shortened.

強度確保の観点から、ガイド溝を形成する部分を含むスプルコア本体は、鉄を主成分とする合金(鋼材)で作るのがよい。高熱伝導材には、銅を主成分とする合金(あるいは純銅)を用いるのがよい。鋼材の熱伝導率は概ね20[W/mK]であるのに対して、銅を主成分とする合金は、100[W/mK]以上の熱伝導率を確保できる。鋼材の代表例であるSKD61の熱伝導率は約23[W/mK]である。銅を主成分とする合金の代表例は、ベリリウム銅であり、その熱伝導率は約200[W/mK]である。   From the viewpoint of securing the strength, the sprue core body including the portion for forming the guide groove is preferably made of an alloy (steel material) containing iron as a main component. As the high thermal conductive material, it is preferable to use an alloy (or pure copper) containing copper as a main component. The thermal conductivity of steel is approximately 20 [W / mK], whereas an alloy mainly composed of copper can ensure a thermal conductivity of 100 [W / mK] or more. The thermal conductivity of SKD61, which is a typical steel material, is about 23 [W / mK]. A typical example of an alloy containing copper as a main component is beryllium copper, and its thermal conductivity is about 200 [W / mK].

本明細書が開示するダイカスト鋳造装置の一態様ではさらに、衝突面(高熱伝導材の表面)に、溶湯の金属に対して親和性が低い物質の被膜が析出形成されていることが好ましい。親和性が低い物質として好適なのは、カーボン、タルク、及び、ボロンナイトライドのいずれかを主成分とする物質である。それらの物質は、アルミニウムに対して低親和性である。それらの物質は、離型剤として知られている。上記のダイカスト鋳造装置では、そのような物質を単に塗布するのではなく、析出形成する。「被膜を析出形成する」とは、ガスあるいは液体から析出した物質(カーボン等)を直接に金属表面に固着させて被膜を形成することをいう。例えば、上記の物質(カーボン)を含むガス中に高熱伝導材を曝露し加熱すると、ガス中からカーボンが析出して高熱伝導材に固着する。被膜は例えばそのようにして析出形成する。単に塗布しただけでは高温の溶湯の流れによって被膜が剥離してしまうが、析出形成された被膜は固着度が強く、剥離し難い。   In one aspect of the die casting apparatus disclosed in the present specification, it is preferable that a coating of a substance having a low affinity for the metal of the molten metal is deposited on the collision surface (the surface of the high thermal conductive material). A substance having any of carbon, talc, and boron nitride as a main component is preferable as the substance having a low affinity. These materials have a low affinity for aluminum. These substances are known as mold release agents. In the above die casting apparatus, such a material is not simply applied but deposited. “Precipitating a coating” refers to forming a coating by directly adhering a substance (carbon or the like) deposited from a gas or liquid to a metal surface. For example, when a high heat conductive material is exposed to a gas containing the above substance (carbon) and heated, carbon is precipitated from the gas and is fixed to the high heat conductive material. The coating is thus deposited for example. The coating film is peeled off by the flow of the high-temperature molten metal simply by application, but the deposited film is strongly fixed and difficult to peel off.

上記被膜の作用について説明する。スプルコア衝突面の表面に溶融金属との親和性が低い物質で被膜を形成することによって、衝突面における溶融金属と被覆物との密着性が低下し熱伝導率が下がる。ただし、溶湯に高圧が加わると密着性が上がり、被膜の熱伝導率は上昇する。このことは別の観点からみると、溶融金属と被覆物との密着性が上がると、みかけの接触面積は変わらないが、微視的に見たときの実接触面積が増えて熱伝達量が増加する、ということである。一般に、溶湯射出前のスリーブ内の圧力は常圧に近く、1[kPa]程度である。他方、アルミダイキャストの場合、射出後に溶湯に加わる圧力は30〜80[MPa]である。すなわち、溶湯の圧力は射出前後で1万倍以上の差がある。それほど大きな圧力が加わると、高圧により溶湯が物理的に被膜に押しつけられ密着性が上がり、熱伝導率は飛躍的に増大する(密着性が上がり、熱伝達量が増加する)。すなわち、そのような被膜を衝突面に形成すれば、溶湯射出完了まで(キャビティが溶湯で満たされて溶湯の圧力が増大する前まで)は、高熱伝導率材を覆う被膜との低密着性により衝突面の熱伝導率が低く抑えられるため溶湯は凝固し難くなる。他方、溶湯射出後、スリーブ残留溶湯の圧力が数十[MPa]まで上昇すると被膜の熱伝導率が上昇し、高熱伝導材の効果が表れて、スリーブ残留溶湯の冷却が促進され、ビスケット形成が早まる。すなわち、衝突面に配した高熱伝導材とその表面の低親和性被膜の組み合わせにより、溶湯射出前は溶湯冷却能力が低く、射出後になって溶湯冷却能力が高まるという鋳造装置を実現できる。   The operation of the coating will be described. By forming a film with a substance having low affinity for the molten metal on the surface of the sprue core collision surface, the adhesion between the molten metal and the coating on the collision surface is lowered and the thermal conductivity is lowered. However, when a high pressure is applied to the molten metal, the adhesion is increased and the thermal conductivity of the coating is increased. From another point of view, when the adhesion between the molten metal and the coating increases, the apparent contact area does not change, but the actual contact area when viewed microscopically increases and the amount of heat transfer increases. It is to increase. Generally, the pressure in the sleeve before the molten metal injection is close to normal pressure and is about 1 [kPa]. On the other hand, in the case of aluminum die casting, the pressure applied to the molten metal after injection is 30 to 80 [MPa]. That is, the pressure of the molten metal has a difference of 10,000 times or more before and after the injection. When such a large pressure is applied, the molten metal is physically pressed against the coating film by the high pressure, the adhesion is improved, and the thermal conductivity is dramatically increased (the adhesion is increased and the amount of heat transfer is increased). That is, if such a coating is formed on the collision surface, until the molten metal injection is completed (until the cavity is filled with the molten metal and the pressure of the molten metal increases), the low adhesion with the coating covering the high thermal conductivity material. Since the thermal conductivity of the collision surface is kept low, the molten metal is difficult to solidify. On the other hand, after the molten metal injection, if the pressure of the sleeve residual molten metal rises to several tens [MPa], the thermal conductivity of the coating increases, the effect of the high thermal conductivity material appears, cooling of the molten molten metal in the sleeve is promoted, and the biscuits are formed. Get early. In other words, a combination of the high thermal conductive material disposed on the collision surface and the low affinity coating on the surface can realize a casting apparatus in which the molten metal cooling ability is low before the molten metal injection and the molten metal cooling capacity is increased after the injection.

スリーブ残留溶湯の冷却能力をさらに高めるために、スプルコア内部に、高熱伝導材の裏面に直接に冷却液が接する冷却液流路が設けられていると、一層好ましい。   In order to further increase the cooling capability of the sleeve residual molten metal, it is more preferable that a cooling fluid flow path in which the cooling fluid is in direct contact with the back surface of the high thermal conductive material is provided inside the sprue core.

鋳造装置の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of a casting apparatus. スプルコア付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near a sprue core. スプルコアの上面図である。It is a top view of a sprue core. スプルコアの斜視図である。It is a perspective view of a sprue core. ビスケット形成図のスプルコア付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the sprue core of the biscuit formation drawing.

まず、図1を参照して、実施例のダイカスト鋳造装置100の全体を説明する。以下、ダイカスト鋳造装置100を単に鋳造装置100と称する。なお、図では、発明の説明に必要な部品のみを示しており、通常の鋳造装置が備える部品の幾つかは図示を省略している。鋳造装置100は、アルミニウムの成型品を鋳造するための装置である。すなわち、鋳造装置100の溶湯はアルミニウムであり、装置100は、アルミダイカスト鋳造装置である。鋳造装置100は、固定型12と可動型26で一組の金型セットを構成する。金型を閉じると(固定型12と可動型26が密着すると)、対象品を形成するための閉空間であるキャビティCVが形成される。可動型26は、図示しないアクチュエータ(不図示)によって、固定型12に密着したり、固定型12から離れたり移動する。   First, with reference to FIG. 1, the whole die-casting apparatus 100 of an Example is demonstrated. Hereinafter, the die casting apparatus 100 is simply referred to as a casting apparatus 100. In the figure, only parts necessary for explaining the invention are shown, and some of the parts included in a normal casting apparatus are not shown. The casting apparatus 100 is an apparatus for casting an aluminum molded product. That is, the molten metal of the casting apparatus 100 is aluminum, and the apparatus 100 is an aluminum die casting apparatus. In the casting apparatus 100, the fixed mold 12 and the movable mold 26 constitute a set of molds. When the mold is closed (when the fixed mold 12 and the movable mold 26 are in close contact), a cavity CV, which is a closed space for forming a target product, is formed. The movable mold 26 is brought into close contact with the fixed mold 12 or moved away from the fixed mold 12 by an actuator (not shown).

固定型12にはスリーブ20が取り付けられている。スリーブ20は、キャビティCVへ流し込む前の溶湯Wを一時的に溜めておく筒である。スリーブ20はスプルブッシュと呼ばれることもある。スリーブ20の内部の空間WSとキャビティCVは、ランナ14(湯道)によって連通している。なお、ランナ14は、固定型12と可動型26で囲まれた流路であり、金型が閉じたときに形成される。   A sleeve 20 is attached to the fixed mold 12. The sleeve 20 is a cylinder that temporarily stores the molten metal W before flowing into the cavity CV. The sleeve 20 is sometimes called a sprue bush. The space WS inside the sleeve 20 and the cavity CV communicate with each other through a runner 14 (runner). The runner 14 is a flow path surrounded by the fixed mold 12 and the movable mold 26, and is formed when the mold is closed.

スリーブ20の内部には、溶湯を押し出すプランジャ6が備えられている。プランジャ6は、プランジャチップ2とロッド4からなる。プランジャ6はいわゆるピストンであり、プランジャチップ2はピストンヘッドに相当する。プランジャチップ2の後端にロッド4が連結され、そのロッド4の後端にはアクチュエータ(不図示)が連結されている。アクチュエータがロッド4を前進/後退させることによって、プランジャチップ2がスリーブ内を摺動する。   A plunger 6 is provided inside the sleeve 20 to push out the molten metal. The plunger 6 includes a plunger tip 2 and a rod 4. The plunger 6 is a so-called piston, and the plunger tip 2 corresponds to a piston head. A rod 4 is connected to the rear end of the plunger tip 2, and an actuator (not shown) is connected to the rear end of the rod 4. As the actuator advances / retracts the rod 4, the plunger tip 2 slides in the sleeve.

スリーブ20の上方には溶湯Wを供給するための供給口16が設けられている。溶湯Wは、ラドル18によって供給口16から供給される。   A supply port 16 for supplying the molten metal W is provided above the sleeve 20. The molten metal W is supplied from the supply port 16 by the ladle 18.

スリーブ20内の溶湯Wを射出する際、プランジャ6によって押し出された溶湯Wは高速でランナ14へと流れ込む。スリーブ20の先端に相当する可動型26の部位であり、溶湯Wがランナ14に流れ込む位置にはスプルコア30が配置されている。スプルコアは、「分流子」とも呼ばれ、スリーブ20内の溶湯Wが可動型26に激しく衝突することを防ぐ役割と、スリーブ20内の溶湯Wをランナ14へスムーズに導く役割を担う。   When the molten metal W in the sleeve 20 is injected, the molten metal W pushed out by the plunger 6 flows into the runner 14 at a high speed. A sprue core 30 is disposed at a position of the movable mold 26 corresponding to the tip of the sleeve 20 and at a position where the molten metal W flows into the runner 14. The sprue core is also called a “divider” and plays a role of preventing the molten metal W in the sleeve 20 from violently colliding with the movable mold 26 and smoothly guiding the molten metal W in the sleeve 20 to the runner 14.

図1の符号24は冷却液の供給/回収装置であり、冷却液は、流路28を通じてスプルコア30へと流れる。   Reference numeral 24 in FIG. 1 is a coolant supply / recovery device, and the coolant flows to the sprue core 30 through the flow path 28.

図2から図5を参照してスプルコア30を詳細に説明する。なお、図に付した座標系のZ軸は、鉛直上方を指している。図2、図5、及び図1は、鉛直面を含む断面を示している。図3は鉛直上方から見たスプルコア30の平面図を示しており、図4はスプルコア30の斜視図を示している。   The sprue core 30 will be described in detail with reference to FIGS. Note that the Z-axis of the coordinate system shown in the figure points vertically upward. 2, 5 and 1 show a cross section including a vertical plane. FIG. 3 shows a plan view of the sprue core 30 as viewed from above, and FIG. 4 shows a perspective view of the sprue core 30.

スプルコア30は、可動型26に嵌挿される円柱形のベース30bと、ベース30bより小径であり、スリーブ20に嵌挿される円柱形の突部30aの2段円柱形をしている。突部30aの登頂面が、スリーブ20に嵌挿されたときにプランジャチップ2の先端面に対向する衝突面30c(スプルコア前面)に相当する。スプルコア30全体は、鉄を主成分とする合金である鋼材SKD61で作られている。衝突面30cには銅プレート34(高熱伝導材)が取り付けられている。銅プレート34は、銅を主成分とする合金であり、例えば、ベリリウム銅で作られている。   The sprue core 30 has a two-stage columnar shape including a columnar base 30 b fitted into the movable mold 26 and a columnar projection 30 a having a smaller diameter than the base 30 b and fitted into the sleeve 20. The top surface of the protrusion 30a corresponds to the collision surface 30c (front surface of the sprue core) that faces the tip surface of the plunger tip 2 when the protrusion 20a is fitted into the sleeve 20. The entire sprue core 30 is made of a steel material SKD61 which is an alloy containing iron as a main component. A copper plate 34 (high thermal conductivity material) is attached to the collision surface 30c. The copper plate 34 is an alloy mainly composed of copper, and is made of beryllium copper, for example.

図2〜図4に示されているように、衝突面30cはスリーブ内空間WSに面し、ベース30bの側面の一部はランナ14に面する。衝突面30cの縁から、ランナ14に面しているベース30b側面にかけてガイド溝32が形成されている。スリーブ内の溶湯Wは、ガイド溝32を通ってランナ14へ流れ込み、さらにキャビティCVへと達する。ガイド溝32は、スリーブ内の溶湯Wをランナ14へスムーズに導くための流路に相当する。   As shown in FIGS. 2 to 4, the collision surface 30 c faces the sleeve internal space WS, and a part of the side surface of the base 30 b faces the runner 14. A guide groove 32 is formed from the edge of the collision surface 30 c to the side surface of the base 30 b facing the runner 14. The molten metal W in the sleeve flows into the runner 14 through the guide groove 32 and further reaches the cavity CV. The guide groove 32 corresponds to a flow path for smoothly guiding the molten metal W in the sleeve to the runner 14.

衝突面30c、及び、ガイド溝32の表面、すなわち、溶湯に接触する面には、カーボン被膜36が形成されている。なお、図2において衝突面30cとガイド溝32に付した太線が、カーボン被膜36を表している。他の図ではカーボン被膜の図示は省略している。カーボン被膜36は、スプルコア30を窒化雰囲気下でアセチレンガス等とともに加熱し、ガス内のカーボンをスプルコア表面に直接に析出させて形成している。従って、単に塗布した場合とは異なり、高温の溶湯がスプルコア30の表面を流れても被膜36は剥がれ難い。カーボン被膜36の厚みは、5〜60μm程度である。なお、カーボン被膜36を形成するのに先立って、銅プレート34の表面には下地としてニッケルをめっきしてある。カーボンは銅の表面には固着し難いが、ニッケルの上では良く固着するからである。カーボン被膜の析出・形成の方法については、特願2011−045622号、特願2011−003482号(いずれも本願の出願時には未公開)に開示があるのでそちらを参照されたい。   A carbon coating 36 is formed on the collision surface 30c and the surface of the guide groove 32, that is, the surface in contact with the molten metal. In FIG. 2, the thick lines attached to the collision surface 30 c and the guide groove 32 represent the carbon coating 36. In other figures, illustration of the carbon coating is omitted. The carbon coating 36 is formed by heating the sprue core 30 together with acetylene gas or the like in a nitriding atmosphere to directly deposit carbon in the gas on the sprue core surface. Therefore, unlike the case where the coating is simply applied, the coating 36 is not easily peeled off even when a high-temperature molten metal flows on the surface of the sprue core 30. The carbon coating 36 has a thickness of about 5 to 60 μm. Prior to the formation of the carbon coating 36, the surface of the copper plate 34 is plated with nickel as a base. This is because carbon does not adhere to the surface of copper, but adheres well on nickel. Regarding the method for depositing and forming the carbon coating, refer to Japanese Patent Application No. 2011-045622 and Japanese Patent Application No. 2011-003482 (both are not disclosed at the time of filing this application).

図1、図2に示されているように、スプルコア30の内部には、冷却液を流す流路28(冷却液流路)が設けられている。図2によく示されているように、流路28は、銅プレート34の裏面に接している。冷却液供給/回収装置24から送られた冷却液は、流路28を通り、銅プレート34の裏面に直接に接して銅プレート34を冷却した後、流路28を通り冷却液供給/回収装置24へと戻る。   As shown in FIGS. 1 and 2, a flow path 28 (cooling liquid flow path) through which the cooling liquid flows is provided inside the sprue core 30. As well shown in FIG. 2, the flow path 28 is in contact with the back surface of the copper plate 34. The coolant supplied from the coolant supply / recovery device 24 passes through the flow path 28 and directly contacts the back surface of the copper plate 34 to cool the copper plate 34, and then passes through the flow path 28 to supply the coolant supply / recovery device. Return to 24.

上記の鋳造装置100の利点を説明する。スプルコア30のガイド溝32を形成している部分はSKD61で作られている。他方、衝突面30cには、銅プレート34が取り付けられている。銅プレート34が、スリーブ内空間WSに露出している。銅プレート34の熱伝導率は、SKD61の熱伝導率よりも格段に高い。ちなみに、SKD61の熱伝導率は約23[W/mK]であり、ベリリウム銅の熱伝導率は約200[W/mK]である。そのため、衝突面30cと比較すると、ガイド溝32では溶湯は冷え難い。さらに、ガイド溝32と衝突面30cの表面(銅プレート34の表面)にはカーボン被膜が形成されている。カーボン被膜は、常圧下(約1[kPa]程度a)では熱伝導率が低い。これは、溶湯(アルミ)がカーボン被膜に密着しないからである。それゆえ、ガイド溝32を溶湯が流れている間は、溶湯はさほど冷やされず、固化し難い。従って凝固片が発生し難い。すなわち、この鋳造装置100は、凝固片がキャビティへ流れ込み難い構造を有している。   The advantages of the casting apparatus 100 will be described. The portion of the sprue core 30 forming the guide groove 32 is made of SKD61. On the other hand, a copper plate 34 is attached to the collision surface 30c. The copper plate 34 is exposed to the sleeve inner space WS. The thermal conductivity of the copper plate 34 is much higher than that of the SKD 61. Incidentally, the thermal conductivity of SKD61 is about 23 [W / mK], and the thermal conductivity of beryllium copper is about 200 [W / mK]. Therefore, compared with the collision surface 30c, the molten metal is hardly cooled in the guide groove 32. Further, a carbon film is formed on the surfaces of the guide groove 32 and the collision surface 30c (the surface of the copper plate 34). The carbon film has a low thermal conductivity under normal pressure (about 1 [kPa] a). This is because the molten metal (aluminum) does not adhere to the carbon coating. Therefore, while the molten metal flows through the guide groove 32, the molten metal is not cooled so much and is hard to solidify. Accordingly, solidified pieces are hardly generated. That is, the casting apparatus 100 has a structure in which the solidified pieces are difficult to flow into the cavity.

一方、スリーブ20内の溶湯をキャビティCVへ射出した後、スリーブ内の残留溶湯が凝固してビスケットを作る。図5に、溶湯射出後のスプルコア周辺の拡大図を示す。スプルコア前面30c(銅プレート34の表面)とプランジャ6(プランジャチップ2)の前面との間に残った溶湯が凝固するとビスケットBSとなる。溶湯射出後、スリーブ内の圧力は数十[MPa]まで上昇する。そうすると、アルミ溶湯がカーボン被膜に物理的に押し付けられ密着度が上がり、カーボン被膜の断熱性が顕著に低下する(カーボン被膜の熱伝導率が顕著に高まる)。そうすると溶湯の熱は高熱伝導率の銅プレート34を介し、さらには銅プレート34の裏面を流れる冷却液へと伝導する。その結果、スリーブ残留溶湯が急速に冷やされ、短時間でビスケットが形成される。ビスケットを短時間で形成できるということは、鋳造のサイクルタイムの短縮につながる。   On the other hand, after the molten metal in the sleeve 20 is injected into the cavity CV, the residual molten metal in the sleeve is solidified to form biscuits. FIG. 5 shows an enlarged view around the sprue core after molten metal injection. When the molten metal remaining between the sprue core front surface 30c (the surface of the copper plate 34) and the front surface of the plunger 6 (plunger tip 2) is solidified, a biscuit BS is formed. After the molten metal injection, the pressure in the sleeve rises to several tens [MPa]. As a result, the molten aluminum is physically pressed against the carbon coating, the degree of adhesion is increased, and the heat insulating property of the carbon coating is significantly reduced (the thermal conductivity of the carbon coating is significantly increased). Then, the heat of the molten metal is conducted through the copper plate 34 having a high thermal conductivity and further to the coolant flowing on the back surface of the copper plate 34. As a result, the sleeve residual molten metal is rapidly cooled, and biscuits are formed in a short time. The ability to form biscuits in a short time leads to a reduction in casting cycle time.

上記のとおり、溶湯の射出前、溶湯の圧力が低いうちは、溶湯はさほど冷却されず、従って凝固片の発生が抑制される。溶湯射出が完了し、スリーブ残留溶湯の圧力が高まると、衝突面30cの熱伝導率が上昇し、冷却液の助けもあってスリーブ内残留溶湯は急速に冷やされ、ビスケットが生成される。   As described above, as long as the pressure of the molten metal is low before the injection of the molten metal, the molten metal is not cooled so much, and thus generation of solidified pieces is suppressed. When the molten metal injection is completed and the pressure of the sleeve residual molten metal increases, the thermal conductivity of the collision surface 30c increases, and with the help of the cooling liquid, the residual molten metal in the sleeve is rapidly cooled to generate biscuits.

なお、スプルコア30は、溶湯をランナ14へ案内するガイド溝32を備えている。図2に示されているように、ガイド溝32はほぼ直角に湾曲している。溶湯射出後、ガイド溝32に残ったスリーブ残留溶湯も凝固する。ガイド溝32に沿って溶湯も湾曲したまま凝固する。この湾曲した溶湯凝固部分はビスケットに繋がっている。溶湯射出後、金型(固定型12と可動型26)を開いたとき、この湾曲した溶湯凝固部分がビスケットをしっかり支えるので、ビスケットはスプルコア30に密着したままとなる。そのため、金型を開いてもスリーブ残留溶湯(ビスケット)の凝固が促進される。ビスケットが半固化した状態で金型を開くことができるので、鋳造サイクルタイムのさらなる短縮が見込まれる。   The sprue core 30 includes a guide groove 32 that guides the molten metal to the runner 14. As shown in FIG. 2, the guide groove 32 is curved at a substantially right angle. After the molten metal injection, the remaining molten metal remaining in the guide groove 32 is also solidified. The molten metal is solidified along the guide groove 32 while being curved. This curved molten metal solidified portion is connected to the biscuits. When the mold (the fixed mold 12 and the movable mold 26) is opened after the molten metal injection, the curved molten metal solidified portion firmly supports the biscuit, so that the biscuit remains in close contact with the sprue core 30. For this reason, solidification of the sleeve residual molten metal (biscuits) is promoted even when the mold is opened. Since the mold can be opened with the biscuit semi-solidified, the casting cycle time can be further shortened.

上記の鋳造装置100についての留意点を述べる。実施例ではスプルコア30の被膜36はカーボンを主成分とする物質であった。被膜は、カーボンナノフィラメント、あるいは、フラーレンを主体とする物質で形成されているとなお効果的である。また、カーボンではなく、タルクやボロンナイトライドの被膜であってもよい。また、ガイド溝の形状は上記の形状に限られない。   Points to be noted about the casting apparatus 100 will be described. In the embodiment, the coating 36 of the sprue core 30 is a substance mainly composed of carbon. It is more effective if the coating is formed of a material mainly composed of carbon nanofilament or fullerene. Further, instead of carbon, a talc or boron nitride film may be used. The shape of the guide groove is not limited to the above shape.

鋳造装置100は、アルミニウムを溶湯に用いるアルミダイカスト鋳造装置である。本明細書が開示する技術は、アルミだけでなく、他の金属を溶湯に用いるダイカスト鋳造装置に適用することもできる。   The casting apparatus 100 is an aluminum die casting apparatus that uses aluminum for molten metal. The technique disclosed in the present specification can be applied to a die casting apparatus using not only aluminum but also other metals for molten metal.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2:プランジャチップ
4:ロッド
6:プランジャ
12:固定型
14:ランナ
16:供給口
18:ラドル
20:スリーブ
24:冷却液供給/回収装置
26:可動型
28:冷却液流路
30:スプルコア
30a:突部
30b:ベース
30c:衝突面(スプルコア前面)
32:ガイド溝
34:銅プレート(高熱伝導材)
36:カーボン被膜
100:ダイカスト鋳造装置
CV:キャビティ
W:溶湯
WS:スリーブ内空間
2: Plunger tip 4: Rod 6: Plunger 12: Fixed mold 14: Runner 16: Supply port 18: Ladle 20: Sleeve 24: Coolant supply / recovery device 26: Movable mold 28: Coolant flow path 30: Sprue core 30a: Projection 30b: Base 30c: Collision surface (front surface of sprue core)
32: Guide groove 34: Copper plate (high thermal conductivity material)
36: Carbon coating 100: Die casting apparatus CV: Cavity W: Molten metal WS: Space in sleeve

Claims (5)

溶湯を一時的に貯めておくスリーブと、
スリーブ内の溶湯をキャビティへ射出するプランジャと、
スリーブ先端に配置されており、キャビティへ通じているランナへ溶湯を案内するスプルコアと、
を備えており、
プランジャチップ先端面と対向するスプルコア前面に、溶湯をランナへと案内する溝を形成するスプルコア部分の材料よりも熱伝導率が高い高熱伝導材が配置されていることを特徴とするダイカスト鋳造装置。
A sleeve for temporarily storing molten metal,
A plunger for injecting the molten metal in the sleeve into the cavity;
A sprue core that is located at the sleeve tip and guides the melt to the runner leading to the cavity;
With
A die-casting apparatus characterized in that a high thermal conductive material having a higher thermal conductivity than a material of a sprue core portion that forms a groove for guiding molten metal to a runner is disposed on a front surface of a sprue core that faces a tip surface of a plunger tip.
前記高熱伝導材の表面に、溶湯の金属に対して親和性が低い物質の被膜が析出形成されていることを特徴とする請求項1に記載のダイカスト鋳造装置。   2. The die casting apparatus according to claim 1, wherein a film of a substance having a low affinity for the molten metal is deposited on the surface of the high thermal conductive material. 前記被膜は、カーボン、タルク、及び、ボロンナイトライドのいずれかを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする請求項2に記載のダイカスト鋳造装置。   The die-casting apparatus according to claim 2, wherein the coating is formed of a material mainly containing any one of carbon, talc, and boron nitride. 前記溝を形成する部分を含むスプルコア本体が鉄を主成分とする合金で作られており、前記高熱伝導材は銅を主成分とする合金で作られていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のダイカスト鋳造装置。   The sprue core main body including a portion for forming the groove is made of an alloy containing iron as a main component, and the high thermal conductive material is made of an alloy containing copper as a main component. 4. The die casting apparatus according to any one of items 3. スプルコア内部に、高熱伝導材の裏面に直接に冷却液が接する冷却液流路が設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のダイカスト鋳造装置。   The die casting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a cooling fluid flow path is provided inside the sprue core so that the cooling fluid directly contacts the back surface of the high thermal conductive material.
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